毛细管是制冷系统常用的节流装置,它具有结构简单,价格便宜等无法替代的优势,特别是在冰箱,家用空调,甚至部分商用空调中广泛使用。
  节流装置主要是通过制冷剂在装置内流动的压降来控制蒸发器所需的制冷剂流量,其实只是一段内径比较小的铜管,它一头连接冷凝器出口,另一头连接蒸发器入口,这种结构因为没有热交换,叫绝热毛细管;在一些冰箱制冷系统中,毛细管和回气管是焊在一起的,它们之间有热交换,叫放热毛细管。高压制冷剂液体在管内流动,因为毛细管的内径比较小,一般中小型制冷装置常用为 0.4—2.5mm,所以压降比较大,因此可以通过更改毛细管尺寸来变更制冷剂流动的压力降,从而达到控制流量的目的。
  一、毛细管长度及充注量对制冷系统参数的影响:
  1、对吸气,排气温度及压力的影响:
  相同充注量时,毛细管越短,制冷剂流量越大,所以吸气温度,排气温度都会下降;同理,毛细管一定时,
  充注量越大,制冷剂流量越大,吸气温度,排气温度也是下降。但流量的增大,使吸气压力也上升。对于排气压力,则是充注量一定时,毛细管越短越小;而毛细管长度一定时,充注量越大越高。
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  2、对冷凝温度和压力的影响:
  制冷剂充注量一定时,毛细管越短,冷凝温度和压力下降;毛细管长度一定时,充注量越大,冷凝温度和压力越高;
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  3、对蒸发温度和压力的影响:
  制冷剂充注量一定时,毛细管越短,蒸发温度和压力越大;毛细管长度一定时,充注量越大,蒸发温度和压力越大。
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  4、对过冷度和过热度的影响:
  制冷剂充注量一定时,毛细管越长,过冷度越大,过热度也越高;毛细管长度一定时,充注量越大,过冷度越大,过热度越小。
  5、对制冷量,功耗,性能系数 EER 的影响:
  制冷剂充注量一定时,毛细管的长度越长,功耗越小,但制冷量也变小,EER 变小,当充注量增加到一定程度时,因为换热温差影响较大,这时制冷量变大,EER 也变大。
  二、毛细管系统的设计要点:
  1、在高压侧,一般不会使用储液器,其实储液器是否使用并不取决于是什么样的节流装置,而是看整个系统的运行是否需要,如热泵系统,停机抽空系统。对于冰箱,空调等本来系统设计就很少需要储液器。
  2、在吸气管,最好使用气液分离器,对于冰箱,如果回气管比较长,可以保证回气温度在设计要求范围内(压缩机公司推荐最小为 5C)可以不使用,对于空调,多数空调压缩机都会在出厂时就带了一个气液分离器。因为毛细管系统在停机时,高低压侧会平衡而使蒸发器积聚了制冷剂液体,气液分离器可以很好的防止液击和制冷剂迁移。
  3、高压侧能容纳所有充注的制冷剂,这是防止毛细管堵塞时破坏高压管路系统和压缩机。
  4、在蒸发器高负载工况下,因为毛细管系统可以反馈到冷凝器侧,所以冷凝器要考虑到这种工况下冷凝压力是否会过高,因此而需要增加冷凝换热面积。
  5、冷凝器出口到毛细管入口之间的管路最好不要积存制冷剂液体,一种说法是因为当压缩机停机后,这部分制冷剂液体会因为压力下降而蒸发,流入蒸发器后冷凝,从而给制冷空间带来一部分热量,这对冰箱这种封闭空间可能会有影响,对空调而言,这部分热量可以忽略不计;另一种说法是这会延迟高低压侧平衡的时间,可能造成低转矩压缩机再次启动时出现问题,这个一般可以在控制上增加延时开机来解决(其实这对于降低起动电流对其他电器件或电网的冲击也是有好处的)。
  6、毛细管入口必须加过滤器,以防止堵塞,特别是现在使用的 HFC 制冷剂,如 R134A,R404a,R410a 等对水分比较敏感,在设计上都要求必须加干燥器。
  7、制冷剂在进入毛细管之前,最好有一定的过冷度,这个可以通过在蒸发器加一段过冷管,或者和吸气管产生热交换,这样使毛细管内的气体闪发最少,从而增加制冷量和保证制冷剂流量。但是要注意在低温工况时,可能因为吸气管有一点回液而使过冷度过大,从而使毛细管流量增大,反过来又使过冷度现增大,最终可能造成回液。
  毛细管长度的选择计算:
  毛细管长度的选择首先肯定要知道制冷剂的质量流量,所以要知道制冷量,蒸发温度,冷凝温度,过冷度,过热度等参数;对于风冷冷风型的空调来说,一般设计参数都差不多,见下表:
  所以制冷剂的质量流量为:Gf=制冷量/ΔH kg/s
  四、冷冻油对毛细管的影响:
  冷冻油对毛细管的影响主要的意义对我们来说是对制冷剂在毛细管中的流量。冷冻油的影响主要反映在两个方面:
  1、冷冻油的粘度比制冷剂液体高,所以会增加制冷剂和冷冻油混和物的压力损失,从而减少流量。
  2、冷冻油的表面张力高于制冷剂的表面张力,这使气化饱和温度降低,从而延迟两者混和物的气化起始点,这样毛细管中的液体段增长,结果是增加了流量。
  五、毛细管产生冰堵现象该如何来排除:
  “冰堵”是由于制冷系统真空处理不良,系统内含水量过大或是制冷剂本身含水量超标等原因造成。“冰堵”大都发生在毛细管的出口端。当液体制冷剂由毛细管到蒸发器蒸发时,体积大大膨胀,变成气态,大量吸收热量。这时,蒸发温度可达到-5度左右,系统内的微量水分随制冷剂循环到毛细管出口端时就冻结成冰。由于制冷剂不断循环,结成的冰体积逐渐增大,到一定程度就将毛细管完全堵塞。
  毛细管“冰堵”的排除方法:
  确定毛细管“冰堵”后,先将制冷系统内制冷剂放掉,重新进行真空干燥处理。对制冷系统的主要部件蒸发器、冷凝器进行一次清洗处理。 在重新连接制冷系统时,最好更换使用新的干燥过滤器。如没有新的干燥过滤器,可将拆下的干燥过滤器,倒出里面装的分子筛,把过滤器内壁用汽油或四氯化碳冲洗,并经过干燥处理后使用。
  如属由于制冷剂本身含水量过大而形成“冰堵”,可在制冷剂钢瓶出口处加一干燥过滤器。使得制冷剂在充注时水分即被吸收。